天然橡胶基磁流变弹性的制备及性能研究(2)
在各个学科领域中，磁流变液器件的应用都比较广。比如其在大型建筑结构、航空航天和汽车工业等方面。包括磁流变密封圈用于密封轴承，磁流变阀用于控制流量和压降[3]；磁流变液制备可调旋转阻力器由美国Lord公司生产的[4-6]；磁流变液阻尼器用于公共防震建筑 (日本)；磁流变防冲击减震器用于专业高档赛车；在刹车辅助方面，磁流变液的应用[7]等。
但目前，由于磁流变液本身材料稳定性差，粒子易沉降，容易磨损并且磁流变器件密封性要求高等问题，暂时还未得到很好的解决方法。
1.1.3 磁流变胶
磁流变胶在凝胶基体中均匀地分布微米级磁性粒子，形成的胶状体系，比磁流变液性能更稳定。在外加磁场条件下，其也可以发生迅速地力学性能变化。而在器件设计时，对于生产器件的密封性只有较低的要求。磁流变液沉降问题被磁流变胶解决了，磁流变液的大部分优点也被磁流变胶保存了。如在磁场条件下，响应快速、剪切模量和表观粘度变化显著等。
但目前，磁流变胶仍存在几个缺点，如制备工艺相对复杂，制备成本较高，沉降稳定性不够完美等。
1.2 磁流变弹性体
1.2.1 磁流变弹性体简介
磁流变弹性体是一种可通过外加磁场控制的流变性智能材料，由橡胶基体掺杂微米级的铁磁性粒子固化而成，是在磁流变液的基础上发展起来的。在有场的条件下制备，磁性粒子形成链状结构在基体中。它既有弹性体、磁性橡胶以及磁流变材料的优点，又能解决磁流变液容易沉降、稳定性不好、磁性粒子容易被磨损造成损耗等缺点，MRE凭借其磁致效应显著、响应速度快，可逆性好、材料稳定性好，不沉降、使用简单，无需密封。因此在减振缓冲控制、航空航天、运载车辆域有着很大的应用潜能。
在制备方案以及形态状态上 ，MRE和磁流变液有比较大的分别。
在制备方面，磁流变液在零场作用下，磁流变液的磁性粒子是处于自由布朗运动的状态，在外加磁场条件下，磁流变液被磁化，磁性粒子之间产生磁偶极矩，产生沿磁场方向并且取向形成链状结构。MRE则是在先将施加磁场，使磁性粒子在橡胶机体中先形成链状结构，然后通过硫化橡胶基体，将这个链状结构固定在MRE基体中，即一旦材料制备结束，其中的磁性粒子将无法通过布朗运动进行自由移动。即使在没有磁场的条件下，也不会再发生固相到液相的转变。
在应用方面，磁流变液由于其中的磁性粒子可以通过是否存在外加磁场，决定是否产生链状结构，存在外加磁场时，产生链状结构；零场时，链状结构消失。由于其可逆反应的特殊性，磁流变液的两个应用阶段，即材料流动阶段以及材料屈服后，可以凭借改变外加磁场以达到所需要的应用效果。而MRE则的应用仅限于其屈服阶段前，其反应并不是可逆反应，因此如果MRE达到屈服点之后，可能会把磁性粒子构成的链状结构破坏，导致MRE基体与磁性粒子结构无法恢复。
在制备MRE方面，主要是将微米或亚微米级羰基铁粉等一些软磁性粒子混入各类橡胶高分子基体中，预结构化后，磁性粒子会按照分布规律分布在基体中，再经过橡胶的硫化，使预结构化后的磁性粒子分布结构固化在磁流变材料中。当外加磁场被撤去，零场条件下，材料不发生剩磁现象，即是最理想的情况。
MRE不同于磁流变液之处在于，其在橡胶基体中把磁性粒子固化，粒子不会有沉降问题，而且相比之下，其可控性好、响应速度快、可逆性等特性。不仅如此，由于MRE是固体，相比液相其结构设计更简单、制备成本低、稳定性更好等，因此应用将会更普及。作为新型智能材料的一种，MRE在力学、电学、磁学等性能都可通过控制的，并且存在MRE与磁流变液的共同优点。因此，在工程应用中，MRE拥有优秀的先决条件。
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